Випромінювання провідника скінченної довжини; вібратор, рефлектор, директор. Високоспрямовані антени. Загородній В. В

Вібратор – випромінюючий провідник скінченої довжини, в якому є залежність струму від координати.

При обриванні реалізується режим холостого ходу.

Якщо рухати провідники:

	Ємність між провідниками буде змінюватись, а взаємна індуктивність – ні. Для вібратора ємність біля генератора більша ніж на кінцях. Якщо вібратор не довгий, то розподіл струмів можна розглядати як синусоїдальний. Якщо ця лінія має розміри близько довжини хвилі, то є значне випромінювання і великі втрати. Тоді розподіл описується гіперболічною функцією комплексного аргументу. Опір на вході залежить в першу чергу від довжини(фази). zп = l = 0,25λ =˃ Zвх = 0 (хвильовий опір нульовий). Виходить, що це ефективний резонансний випромінювач, бо маленька Е.Р.С. створює сильний струм, що випромінює. Вхідний опір вібратора, що випромінює, комплексний. Для нескінченного . Процес випромінювання є лінійним і можна використовувати принцип суперпозиції.
	Можна скористатися результатом для диполя Герца. Розглянемо поле: Якщо далека зона, то точку О можна розглядати як на нескінченості, а R, R0 майже паралельними. Тоді =˃ =˃ . R0/R≈1, якщо R>>l. Тепер треба про інтегрувати:

,

Для півхвильового вібратора kl = π/2

Діагрма спрямованості.

Для коротких вібраторів для кожного dz поля можна складати синфазно (струми мають однаковий напрямок).

Для довгих вібраторів kl = 5π/2

Скільки маємо π/2, стільки маємо пелюсток з кожного боку діаграми. Отже краще робити коротші антени, бо напрямок приблизно однаковий, хоч і програш у потужності, але кількість нулів випромінювання менша.

Для узгодження з лінією живлення використовують модифікацію вібратора шлейф-вібратор.

Два паралельні провідники з однаковим струмом у далекій зоні мають подвоєння струму, тоді потужність зросте у 4 рази Опір випромінювання теж зросте

Якщо 3 провідники.

Часто використовують групи вібраторів, щоб збільшити КСД.

В далекій зоні залежність полів від кута θ не буде. Вони під однаковим θ працюють. А залежність від φ є. Нехай амплітуди струмів однакові, а струм Im1 випереджає по фазі Im2 на кут ψ. Тоді матимемо

Розглянемо класичні випадки:

А) ψ=0, d=λ/2 => .

Це означає, що в напрямку вісі х поля вібраторів складаються синфазно, а по вісі y у протифазі (випромінювання нема).

Б) ψ=π, d=λ/2 => .

В напрямку у поля складаються синфазно, у напрямку х – протифазно. Обертання йде навколо у

Тепер візьмемо варіант ψ=π/2, d=λ/4 => .

При цьому виходить, що випромінювання вздовж у не буде. Виходить,що перший вібратор “1” є активним рефлектором і випромінювання від нього відбивається у напрямку вібратора “2”

Використаємо метод дзеркального відображення

. ψ=π , тому що дзеркальне відображення має різні заряди. 1) Випромінювання вздовж поверхні не буде 2)При невеликих відстанях менших λ/4 напрямок випромінювання ортогональний до площини. При збільшенні відстані діаграма почне нарізатись.

Вібратор, що збуджується струмом – активний, а другий, до якого не приєднаний генератор – пасивний. Але збудження струму відбувається за рахунок електромагнітного потоку у 2-му вібраторі, якщо він має резонансну довжину. Для цього відстань між ними повинна бути λ/4, амплітуди струмів однакові і фаза ψ=π/2 (струм активного випереджає струм пасивного). Випромвнювання йде у бік вібратора, де струм відстає за фазою.

Якщо зробити відстань більшу ніж λ/4 і меншу за λ/2 (0,3…0,4 λ), то отримаємо ємнісний характер першого вібратора. Цей вібратор є директрорм.

Система директорів – директорна антена.

Для такої антени характерна багатопелюсковість – є провали випромінювання.

. Якщо h=λ/4, випромінювання максимальне, якщо h=λ/2 випромінювання відсутнє. Максимум випромінювання ψ = 300,1500. Антена піднімається як можна вище, бо чим нижче антена, тим більше пелюстки притискаються до Землі, яка дуже погано проводить.

Білет №19

Поиск по сайту: